硫化橡膠彈性模量的測定方法

廣州市華南橡膠輪胎有限公司、北京橡膠工業(yè)研究設(shè)計(jì)院。2100433B

梁亞平、黎寧等。

硫化橡膠不飽和橡膠

通常使用如下幾類硫化體系。

（1） 以硫黃，有機(jī)二硫化物及多硫化物、噻唑類、二苯胍類，氧化鋅及硬脂酸為主的硫化劑。這是最通用的硫化體系。但所制得的硫化膠的耐熱氧老化性能不高。

（2）烷基酚醛樹脂。

（3）多鹵化物（如用于聚丁二烯橡膠、丁苯橡膠及丁腈橡膠的六氯乙烷）、六氯-對(duì)二甲苯。

（4）雙官能試劑[如醌類、二胺類、偶氮及苯基偶氮衍生物（用于丁基橡膠及乙丙橡膠）等。

（5）雙馬來酰亞胺，雙丙烯酸酯。兩價(jià)金屬的丙烯酸酯（甲基丙烯酸酯）、預(yù)聚醚丙烯酸酯。

（6）用于硫化飽和橡膠的有機(jī)過氧化物。

硫化橡膠飽和橡膠

（1）硫化三元乙丙橡膠時(shí)，使用有機(jī)過氧化物與不飽和交聯(lián)試劑，如三烯丙基異氰脲酸酯（硫化劑TAIC）。

（2）硫化硅橡膠時(shí)也可使用有機(jī)過氧化物。乙烯基硅橡膠硫化時(shí)可在催化劑（Pt）參與條件下進(jìn)行。

壓縮永久變形是橡膠制品的重要性能指標(biāo)之一。硫化橡膠壓縮永久變形的大小，涉及到硫化橡膠的彈性與恢復(fù)。永久變形的大小主要是受橡膠恢復(fù)能力的變化所支配。影響恢復(fù)能力的因素有分子之間的作用力(粘性)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化或破壞、分子間的位移等。當(dāng)橡膠的變形是由于分子鏈的伸張引起的，它的恢復(fù)(或永久變形的大小)主要由橡膠的彈性所決定：如果橡膠的變形還伴有網(wǎng)絡(luò)的破壞和分子鏈的相對(duì)流動(dòng)，這部分可以說是不可恢復(fù)的，它是與彈性無關(guān)的。所以，凡是影響橡膠彈性與恢復(fù)的因素，都是影響硫化橡膠壓縮永久變形的因素。這些因素包括彈性、打擊彈性(回彈性)、彈性與模量、壓縮永久變形、扯斷永久變形等。

1、彈性——橡膠的彈性應(yīng)是理論上的一個(gè)概念，它表示橡膠分子鏈段和側(cè)基內(nèi)旋轉(zhuǎn)的難易程度，或是橡膠分子鏈柔順及分子問作用力的大小。對(duì)于硫化橡膠，其彈性還與交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)密度及規(guī)整性有關(guān)。

2、彈性與扯斷永久變形——常說天然橡膠的彈性很好，但它的扯斷永久變形往往是很大的，這主要是天然橡膠伸長率很大，伸長過程中造成網(wǎng)絡(luò)的破壞及分子鏈的位移很大，斷裂后的恢復(fù)歷程長和不可恢復(fù)的部分增加。如果以定仲長的永久變形作比較，天然橡膠的永久變形就不一定很大了。

3、打擊彈性或回彈性是在定負(fù)荷(或定能量)條件下測定的，其彈性的大小與硫化膠的交聯(lián)程度 或模量有直接的關(guān)系，表述的是橡膠彈性和粘性(或吸收)的綜合。

4、壓縮永久變形是在定變形條件下測定的，其值的大小與橡膠的彈性及恢復(fù)能力有關(guān)。

在較高應(yīng)變率范圍內(nèi)，硫化橡膠的動(dòng)態(tài)應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系是與應(yīng)變率相關(guān)的，彈性模量、屈服應(yīng)力和流動(dòng)應(yīng)力都隨應(yīng)變率的增大而增大，所以動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)中材料表現(xiàn)出明顯的應(yīng)變率效應(yīng)。而在低應(yīng)變率加載下，硫化橡膠對(duì)應(yīng)變率不敏感 。

按硫化條件可分為冷硫化、室溫硫化和熱硫化三類。

硫化橡膠冷硫化

冷硫化可用于薄膜制品的硫化，制品在含有2%～5%氯化硫的二硫化碳溶液中浸漬,然后洗凈干燥即可。

硫化橡膠室溫硫化

室溫硫化時(shí),硫化過程在室溫和常壓下進(jìn)行,如使用室溫硫化膠漿（混煉膠溶液）進(jìn)行自行車內(nèi)胎接頭、修補(bǔ)等。

硫化橡膠熱硫化

熱硫化是橡膠制品硫化的主要方法。根據(jù)硫化介質(zhì)及硫化方式的不同，熱硫化又可分為直接硫化、間接硫化和混氣硫化三種方法。

（1）直接硫化，將制品直接置入熱水或蒸汽介質(zhì)中硫化。

（2）間接硫化，制品置于熱空氣中硫化,此法一般用于某些外觀要求嚴(yán)格的制品,如膠鞋等。

（3）混氣硫化，先采用空氣硫化，而后再改用直接蒸汽硫化。此法既可以克服蒸汽硫化影響制品外觀的缺點(diǎn)，也可以克服由于熱空氣傳熱慢，而硫化時(shí)間長和易老化的缺點(diǎn)。